第3节 金属防护和废金属回收（共2课时）（分层练习）（解析版）

第3节金属防护和废金属回收（共2课时）（分层练习）知识清单：一、探究铁锈蚀条件钢铁制品锈蚀条件铁与水和氧气直接接触(铁锈的主要成分为Fe2O3)。铁生锈的过程缓慢，没有发光现象，放热不易察觉，所以铁生锈发生的是缓慢氧化，属于化学变化。有酸或盐存在时会加速金属锈蚀。2.探究铁锈蚀条件实验（1）控制变量法：把多因素问题变成多个单因素，每次只改变一个因素条件铁钉在干燥的空气中铁钉全部在蒸馏水中铁钉与空气和蒸馏水同时接触铁钉与空气和氯化钠溶液同时接触图示①②③④生锈程度不生锈不生锈易生锈最易生锈结论（1）通过①③对比可知，影响铁生锈的因素是水（2）通过②③对比可知，影响铁生锈的因素是空气（或氧气）由此可知，铁生锈的条件是铁与水和空气（或氧气）同时接触（3）通过③④对比可知，盐溶液的存在会加快铁的锈蚀。此外，铁的锈蚀还与铁的纯度、环境的温度及环境的酸碱性等有关（2）实验提示

植物油的作用是隔绝空气（或氧气）；

将蒸馏水煮沸的目的是除去水中的氧气；

实验开始前，需用砂纸打磨铁钉的表面，其目的是除去铁钉表面的氧化物和污物。

实验中所用的水是经煮沸迅速冷却的蒸馏水，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的目的是减少或防止空气中的氧气溶于水，从而排除氧气的干扰。

防止铁制品锈蚀的原理是隔绝氧气或隔绝水。（3）铁在密闭容器里生锈引起气压变化在密闭容器里,铁生锈消耗氧气,冷却到室温后,引起密闭容器内气压减小。根据此原理可用来测定空气中氧气的含量。图1图2如图所示,一段时间后,图1中试管内液面上升，图2中U形管中液面左高右低。（4）注意的问题①铁锈的主要成分是氧化铁，颜色为红色，具有疏松多孔的结构，易吸水，所以铁制品表面的锈如果不及时除去，会加快生锈的速度。②高温时或在盐水环境中，铁生锈的速度也会加快。用过的菜刀或炒完菜的铁锅上的水没擦干净，过一晚上会生锈，就是这个缘故。③铝在空气中与氧气反应，生成一层致密的氧化铝薄膜覆盖在铝表面，防止铝继续同氧气反应，因此，铝具有很好的抗腐蚀性能。二、防止铁锈蚀方法①保持铁制品的洁净和干燥。②铁制品表面制成保护膜，如涂油、刷油漆、烧制搪瓷。③电镀一层耐腐蚀和耐磨的金属铬。④烤蓝，在金属表面生成一层致密的氧化膜。⑤改变其内部结构，制成耐腐蚀的合金，如不锈钢等。三、金属资源的保护与利用保护金属资源的重要性①金属资源是有限的。②废旧金属的随意丢弃，不仅会造成资源浪费，还会造成_环境污染。保护金属资源的有效途径①防止金属锈蚀。②废旧金属回收利用。③有计划、合理地开采矿物，严禁乱采滥挖。④寻找金属的代用品。日常生活中常见的替代金属材料的用品有自来水管、下水管道、门窗等，它们是由金属材料改为塑料管或塑铝管、塑钢门窗。塑铝和塑钢属于特殊塑料，不是金属材料。1．（2023·江苏无锡·统考中考真题）用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈。下列叙述错误的是（）

A．金属的腐蚀是金属从单质变成化合物的过程B．在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀C．在有氧气和水的条件下，铜比铁易生锈D．铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关【答案】C【解析】A、金属的腐蚀，实际上是金属与氧气、水等发生反应，是金属从单质变成化合物的过程，故选项说法正确；B、在潮湿的空气中，铝比铁耐锈蚀，是因为铝在空气中能与氧气反应，其表面生成一层致密的氧化铝薄膜，阻止内部的铝进一步被氧化，故选项说法正确；C、用如图所示装置探究铜生锈的条件，一个月后发现铜丝未生锈，说明在有氧气和水的条件下，铜不如铁易生锈，故选项说法不正确；D、用如图所示装置探究铜生锈的条件，氢氧化钠溶液能吸收空气中的二氧化碳，氢氧化钠固体能防止空气中的二氧化碳、水蒸气进入盛有铜丝的试管中，一个月后发现铜丝未生锈，说明铜生锈可能与空气中的O2、H2O和CO2有关，故选项说法正确。故选C。2．（2023·山东青岛·统考中考真题）防止金属锈蚀能有效保护金属资源。下列防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是（）A．表面涂油 B．表面刷漆 C．覆盖塑料 D．制成合金【答案】D【解析】A.在金属制品表面涂油防锈方法中，方法原理是在铁制品表面涂保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；B.在金属制品表面刷漆防锈方法中，方法原理是在铁制品表面涂保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；C.在金属制品表面覆盖塑料，方法原理是在铁制品表面覆盖保护膜，破坏铁锈蚀条件，即隔绝氧气或水；D.制成合金进行防锈，方法原理是改变金属的内部结构，制成耐腐蚀的合金。综上所述，四种防锈方法中，与其它三种方法原理不同的是D，故选：D。3．（2023·黑龙江哈尔滨·统考中考真题）下列叙述错误的是（）A．炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭 B．可以用肥皂水区分硬水和软水C．废旧金属的回收和利用，可以节约金属资源 D．催化剂在化学反应后质量减少【答案】D【解析】A、炒菜时油锅中的油不慎着火，可用锅盖盖灭，是因为隔绝了氧气，不符合题意；B、用肥皂水可区分硬水和软水，肥皂水在硬水中泡沫少、浮渣多，在软水中泡沫多、浮渣少，不符合题意；C、废旧金属的回收和利用，可以节约金属资源，不符合题意；D、催化剂在化学反应前后质量和化学性质均不发生改变，符合题意；故选D。4．（2023·江苏宿迁·统考中考真题）下列说法正确的是（）A．人类利用的能量都是通过燃烧获得的B．原子得失电子变成离子后，元素种类发生了改变C．回收废旧金属有利于金属资源的充分利用D．原子核都是由质子和中子构成的【答案】C【解析】A.人类利用的能量不都是通过燃烧获得的，比如水能、风能、海洋能等就不是通过燃烧获得的，故A错误；B.质子数决定元素的种类，原子得失电子变成离子后，质子数没有改变，元素种类不变，故B错误；C.废旧金属属于可再生资源，回收废旧金属有利于金属资源的充分利用，故C正确；D.并不是所有原子核都是由质子和中子构成的，如氕原子（一种氢原子）只有一个质子，没有中子，故D错误。故选：C。5．（2023·山东烟台·统考中考真题）实验设计的严谨性会直接影响实验结论的准确性。下列设计不能达到实验目的的是（）

A．探究铁钉生锈需要氧气B．探究温度对分子运动速率的影响

C．验证质量守恒定律D．探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关【答案】C【解析】A、第一支试管中的铁钉能与氧气、水充分接触，第二支试管中的铁钉只能与水接触，一段时间后，第一支试管中的铁钉生锈，第二支试管中的铁钉没有生锈，可用于探究铁生锈条件之一是与氧气接触，故A不符合题意；B、图中实验，除了温度不同外，其它条件均相同，可探究温度对分子运动速率的影响，故B不符合题意；C、锌粒和稀盐酸反应生成氢气，反应过程中氢气逸出，反应后烧杯中的物质质量减少，不能直接用于验证质量守恒定律，故C符合题意；D、图中实验，木炭在氧气中比在空气中燃烧的更剧烈，可探究木炭燃烧的剧烈程度与氧气浓度有关，故D不符合题意。故选C。6．（2023·山东临沂·统考中考真题）下列关于金属和金属材料的说法中错误的是（）A．常温下金属都是固体，有金属光泽呈银白色B．在铁制品表面采取涂油、刷漆等措施，防止生锈C．铝制品应用广泛，铝是地壳中含量最多的金属元素D．有计划、合理地开采矿物是保护金属资源的有效途径【答案】A【解析】A、常温下大部分金属为固体，但汞为液体，且大部分金属都是银白色，但铜为紫红色，金为黄色，该选项说法错误；B、在铁制品表面采取涂油、刷漆等措施，能隔绝氧气和水蒸气，则可防止生锈，该选项说法正确；C、地壳中含有最多的金属元素为铝元素，该选项说法正确；D、有计划、合理地开采矿物，能保护金属资源，该选项说法正确。故选A。7．（2023·广西·统考中考真题）下列做法不能有效保护金属资源的是（）A．防止金属腐蚀 B．寻找金属的代用品C．回收利用废旧金属 D．肆意开采金属矿物【答案】D【解析】A、防止金属腐蚀，可保护金属资源，该选项不符合题意；B、寻找金属的代用品，可保护金属资源，该选项不符合题意；C、回收利用废旧金属，可保护金属资源，该选项不符合题意；D、肆意开采金属矿物，不利于保护金属资源，该选项符合题意。故选D。8．（2023·四川内江·统考中考真题）金属材料在人类活动中有着广泛的应用。下列有关说法正确的是（）A．合金中只含金属元素B．金能压成很薄的片，说明金的熔点高C．在锅铁表面涂油漆，可减缓钢铁的锈蚀D．铁能从ZnSO4、CuSO4的溶液中置换出锌和铜【答案】C【解析】A、合合金是指在一种金属中加热熔合其它金属或非金属而形成的具有金属特性的物质，合金中不是只含金属元素，还可能含有非金属元素，故选项说法不正确；B、金能压成很薄的片，说明金具有良好的延展性，故选项说法不正确；C、铁生锈实际上是铁与氧气、水等发生化学反应的过程，因此在锅铁表面涂油漆，隔绝氧气和水，可减缓钢铁的锈蚀，故选项说法正确；D、锌、铁、铜三种金属活动性：锌＞铁＞铜，因此铁能置换出CuSO4的溶液中的铜，不能置换出ZnSO4的溶液中锌，故选项说法不正确。故选C。9．（2023·山东滨州·统考中考真题）人类文明进步与金属材料发展关系十分密切。下列有关金属材料的说法中，正确的是（）A．金属在常温下都是固体B．工业炼铁的原理是，该反应属于置换反应C．铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈D．铝制品不易被锈蚀是因为铝不与氧气反应【答案】C【解析】A、金属在常温下不都是固体，如汞常温下为液态，选项错误；B、置换反应的定义是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物，工业炼铁原理反应物是一氧化碳和氧化铁，没有单质，不属于置换反应，选项错误；C、铁与氧气、水共同反应生成铁锈，所以铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中更容易生锈，选项正确；D、铝与氧气反应生成致密的氧化铝薄膜，阻止铝与氧气反应，所以铝制品不易被锈蚀，选项错误；故选：C。10．（2023·江苏苏州·统考中考真题）铁是应用最广泛的金属。下列有关说法正确的是（）A．炼铁原理是用合适的物质将单质铁转化为氧化铁B．将生铁中的大部分碳反应除去得到的钢是纯净物C．铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜有防腐作用D．日常生活中的废旧铁制品直接填埋处理【答案】C【解析】A、炼铁原理是用合适的物质将氧化铁在一定条件下转化为单质铁，不符合题意；B、生铁和钢均是铁的合金，但是生铁的含碳量比钢高，炼钢的原理是将生铁中的大部分碳反应除去，但是得到的钢也是由铁、碳等混合而成，属于混合物，不符合题意；C、铁制品高温处理后，表面形成的致密氧化膜，可以隔绝氧气和水，防止铁进一步被锈蚀，符合题意；D、日常生活中的废旧铁制品应回收利用，可以节约金属资源，减少污染，不符合题意。故选C。11．（2022·江苏南京·统考中考真题）下列措施中，不能防止钢铁生锈的是（）A．在钢铁表面涂油 B．存放在潮湿的空气中C．在钢铁表面刷漆 D．制成耐腐蚀的合金如不锈钢【答案】B【解析】A、涂油能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，故选项不符合题意；B、存放在潮湿的空气中，铁能与氧气、水充分接触，容易生锈，故选项符合题意；C、刷漆能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，故选项不符合题意；D、镀一层耐腐蚀的合金如不锈钢，能隔绝氧气和水，能防止铁制品锈蚀，故选项不符合题意。故选B。11．（2023·辽宁大连·统考中考真题）金属材料在生产、生活中应用广泛。(1)用铜作导线是因为其具有良好的性。机器轴承用青铜而不用纯铜制，是因为青铜的硬度比纯铜的。(2)工业上用赤铁矿（主要成分为）和一氧化碳炼铁的化学方程式为。生铁和钢都是铁的合金，从组成上看，二者的不同。铁制品与空气中的接触时容易锈蚀，防止铁制品锈蚀的方法之一是。【答案】(1)导电；大；(2)；含碳量；氧气和水；保持铁制品表面洁净干燥（合理即可）【解析】（1）用铜作导线是利用其有良好的导电性；用青铜（铜锡合金）制机器零件不易变形，是因为青铜的硬度比纯铜的大；（2）工业上用赤铁矿（主要成分Fe2O3）炼铁时发生反应的化学方程式为：；生铁和钢是两种铁合金，从组成上看，二者的含碳量不同；金属铁的锈蚀条件：铁与氧气、水同时接触就会生锈；根据防止铁制品生锈的常用措施可知，防止铁锅锈蚀的一种方法是：保持其表面的洁净、干燥等。12．（2023·辽宁丹东·统考中考真题）金属广泛应用于生活、生产中，其应用推动了社会发展。(1)铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的性；铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的性；使用后的铁锅最好洗净后，再涂上食用油以防生锈。(2)世界上每年因腐蚀而报废的铁，以上得到了回收利用。回收利用废旧金属的意义是（答一点即可）。(3)早在春秋战国时期，我国就利用铁矿石与木炭为原料冶炼生铁，在冶炼过程中将铁矿石粉碎，其目的是。现代工业用赤铁矿（主要成分为）与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁，该反应的化学方程式是。(4)我国高铁技术在世界处于领先地位。铁轨材料用钢而不用纯铁，原因是钢的强度和硬度比纯铁（填“大”或“小”）。【答案】(1)延展；导热；擦干；(2)节约资源（合理即可）；(3)增大铁矿石的接触面积，使反应充分；；(4)大【解析】（1）铁铸成铁锅是利用了铁具有良好的延展性；铁锅用于烹饪食物是利用铁具有良好的导热性；铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，使用后的铁锅最好洗净后擦干，再涂上食用油以防生锈；（2）回收利用废旧金属的意义是节约资源(合理即可)；（3）在冶炼过程中将铁矿石粉碎，其目的是增大铁矿石的接触面积，使反应充分。用赤铁矿与一氧化碳在高温条件下冶炼生铁，该反应的化学方程式是；（4）合金的强度和硬度都比纯金属高，铁轨材料用钢而不用纯铁，原因是钢的强度和硬度比纯铁大。13．（2023·辽宁·统考中考真题）早在春秋战国时期，我国就开始生产和使用铁器。【认识铁及其来源】(1)铁元素在自然界中以(填“单质”或“化合物”)形式存在。(2)工业上从含有金属元素并有开采价值的矿石中提炼金属。赤铁矿是常见铁矿石，其主要成分的化学式为。【认识铁的性质】(3)菜刀、锤子用铁制而不用铝制，是利用铁具有的性质。(4)将铁片放入硫酸锌和硫酸铜混合溶液中，写出发生反应的化学方程式。【铁的锈蚀和防护】(5)下列环境中的铁制品最容易生锈的是_____(填字母)。A．未擦干的铁锅 B．喷油漆的栏杆 C．盛水的不锈钢水杯【答案】(1)化合物；(2)；(3)硬度大；(4)；(5)A【解析】（1）铁化学性质比较活泼，铁元素在自然界中以化合物形式存在，故填：化合物；（2）赤铁矿的主要成分是氧化铁，其化学式为，故填：；（3）因为铁的硬度大于铝，所以菜刀、锤子等用铁制而不用铝制，故填：硬度大；（4）锌、铁、铜三种金属的活动性：锌＞铁＞铜，将将铁片放入硫酸锌和硫酸铜混合溶液中，铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，与硫酸锌不反应，反应的化学方程式为，故填：；（5）铁制品腐蚀需要的条件是与水和氧气同时接触。A、未擦干的铁锅，铁与水和氧气同时接触，铁锅易生锈，故选项符合题意；B、涂油的栏杆，隔绝了空气和水，不易生锈，故选项不符合题意；C、盛水的不锈钢水杯，不锈钢属于合金，抗腐蚀性强，不容易生锈，故选项不符合题意。故选A。14．（2023·黑龙江牡丹江·统考中考真题）我国正在深海、深空、深地、深蓝等领域积极抢占科技制高点。(1)“深海勇士号”载人深潜器布放了中国第一个由钛合金打造的深海沉船考古永久测绘基点。钛合金属于材料，放入海水中数年仍光亮如初，体现其具有的优良性能是。(2)中国空间站利用再生技术，可将航天员排出的二氧化碳、水汽和尿液等废弃物回收，转化成氧气、水和食物等生命必需品。其中将CO2转化为O2的过程属于变化（填“物理”或“化学”）。(3)“深地一号·顺北油气基地”成功勘探出全球最深的油气田，获取丰富的石油和天然气资源，其中天然气主要成分燃烧的化学方程式为。(4)5G基站的建立是深蓝网络空间领域数字基础的有力支撑。5G铁塔表面的冷喷锌涂层能隔绝，达到防止生锈的目的；基站配有的铅酸蓄电池在放电时，可将能转化为电能，确保基站设施不间断供电。【答案】(1)金属；抗腐蚀性；(2)化学；(3)；(4)空气和水/氧气和水；化学【解析】（1）钛合金属于金属材料，钛合金放在海水中数年，取出后仍光亮如初，这说明金属钛具有很强的抗腐蚀性；（2）将CO2转化为O2的过程中有新物质生成，属于化学变化；（3）天然气主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为：；（4）5G铁塔表面的冷喷锌涂层能隔绝空气和水；电池放电是化学能转化为电能。15．（2023·辽宁营口·统考中考真题）人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，就是以金属材料的使用为标志的。根据所学知识回答下列问题：(1)将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度。(2)生活中常用铜制导线，利用了铜具有良好的性；(3)“真金不怕火炼”说明金即使在高温下也不与反应；(4)实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，反应的化学方程式是。(5)保护金属资源的有效途径有（答一种即可）。【答案】(1)大；(2)导电；(3)氧气/O2；(4)；(5)回收利用废旧金属(或合理有效地开采矿物或寻找金属代用品）【解析】（1）将硬铝片和纯铝片相互刻画，纯铝片上留下划痕说明硬铝比纯铝的硬度大，合金的硬度大于构成其纯金属的硬度，故填：大；（2）生活中常用铜制导线，是铜具有良好的导电性，故填：导电性；（3）金的化学性质稳定，即使在高温条件下也很难与氧气发生化学反应，故填：氧气（或O2）；（4）实验室内铁架台经常因接触盐酸而被腐蚀，是盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，化学方程式为，故填：；（5）保护金属资源的有效途径有回收利用废旧金属、合理有效地开采矿物、寻找金属代用品，故填：回收利用废旧金属(或合理有效地开采矿物或寻找金属代用品）。16．（2023·重庆·统考中考真题）2023年5月，大连湾海底隧道贯通，我国自主研制的盾构机起了重要作用。盾构机的壳体、刀盘等都使用了钢材。回答下列问题。(1)与纯铁相比，钢铁的优良性能有（填一种）。(2)高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁反应，反应的化学方程式为，反应中的还原剂为。(3)每年有大量的钢铁因腐蚀而报废，写出防止铁生锈的一条措施。【答案】(1)硬度大；(2)；一氧化碳/CO；(3)刷漆【解析】（1）钢铁是铁碳合金，合金相对于纯金属，具有硬度大，熔点低，抗腐蚀性好等优良性能；（2）①高炉炼铁的原理是一氧化碳和氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，化学方程式为：；②反应中一氧化碳夺走氧化铁中的氧，作为还原剂，所以填：一氧化碳或CO；（3）铁生锈是与空气中的水、氧气反应，防止铁生锈的措施可以是：刷漆、涂油等17．（2023·江苏泰州·统考中考真题）某化学小组围绕四氧化三铁开展主题学习。Ⅰ.检验(1)生活中常用墨粉中所含铁的氧化物为四氧化三铁，用物理方法初步检验的操作为，用化学方法进一步检验可确定。Ⅱ.制备方法一：

方法二：

(2)方法一中发生反应的化学方程式为，低碳铁皮在空气中跟等物质作用会生锈。(3)方法二中A的化学式是。操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为。(4)与方法二比较，方法一的不足之处是（答1点即可）。(5)氢氧化氧铁（FeOOH）中铁元素的化合价是。Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，当A溶液①和A溶液②的质量之比为时，铁元素全部转化到Fe3O4中。Ⅲ.应用纳米高性能Fe3O4可以实现高效催化分解水，其反应历程如图所示。回答以下问题：

(6)该过程中能转化为化学能。(7)分解水前后Fe3O4的和化学性质不变。(8)在加热的条件下反应b的化学方程式为。【答案】(1)用磁铁吸引；(2)3Fe+2O2Fe3O4；O2、H2O；(3)FeSO4；过滤；(4)反应的环境为纯氧，要求较高不易达到；(5)+3；2:1；(6)太阳；(7)质量；(8)3FeO+H2OFe3O4+H2↑【解析】（1）四氧化三铁具体磁性，墨粉不具有磁性，则可以用磁铁吸引检测墨粉中是否含有四氧化三铁，该过程中没有新物质生成，属于物理变化；（2）方法一原理为：铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，化学反应方程式为：3Fe+2O2Fe3O4；铁生锈是铁与空气中氧气、水共同作用的结果；（3）铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁与氢气，则溶液A中的溶质为硫酸亚铁，化学式为FeSO4；操作Ⅰ和操作Ⅱ都为固液分离，为过滤操作；（4）方法一的铁丝需要在纯氧的环境下才能燃烧，对反应的环境要求较高不易达到；（5）化合物中元素的化合价代数和为0，FeOOH中H为+1价，O为-2价，设Fe的化合价为x，则x+（-2×2）+（+1）=0，x=+3，则Fe为+3价；溶液①中的FeSO4反应后转化为+3价Fe，溶液②中的Fe为+2价，Fe3O4可以表示为FeO·Fe2O3，其中含有+2价Fe与+3价Fe的比例为1:2，故当A溶液①和A溶液②的质量之比为2:1时，铁元素全部转化到Fe3O4中；（6）该反应中条件为光照，则过程中将太阳能转化为化学能；（7）Fe3O4为反应的催化剂，催化剂化学反应前后质量和化学性质不发生变化；（8）反应b为FeO与H2O反应生成Fe3O4与H2，则化学反应方程式为：3FeO+H2OFe3O4+H2↑。18．（2023·内蒙古包头·统考中考真题）内蒙古矿产资源丰富，某炼铁厂利用当地的煤炭和赤铁矿石作为高炉炼铁的主要原料，其主要反应过程如图所示(部分反应物、生成物及反应条件已略去)。

据此回答问题：(1)A的化学式为。(2)用化学方程式表示一氧化碳炼铁的原理，实际上高炉炼得的铁是生铁，生铁属于(填“纯净物”或“混合物”)。(3)生铁等金属制品易锈蚀，请你列举一种防止铁制品锈蚀的方法。【答案】(1)CO2；(2)；混合物；(3)在铁制品表面涂油、喷漆、搪瓷等【解析】（1）碳燃烧生成二氧化碳，则A的化学式为CO2。（2）赤铁矿的主要成分为氧化铁，一氧化碳和氧化铁在高温条件下生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为；生铁为铁的合金，属于混合物。（3）防止铁制品生锈就是要隔绝铁与氧气、水同时接触，具体方法有：刷漆、涂油等。一、选择题1．（2023·湖南娄底·校考模拟预测）2023年7月，世界大学生运动会在成都举行。主会场东安湖体育场是一座巨大的钢结构建筑，其上有彩釉玻璃组成的放大270万倍的商周时期金饰太阳神鸟图案，是古代文明和现代科技的完美融合。下列关于金属性质描述不正确的是（）A．金属都能导电 B．金属有良好的延展性C．金属有导热性 D．金属中只有铁才会腐蚀【答案】D【解析】A、金属都具有导电性，都能导电，故选项说法正确；B、金属都具有良好的延展性，能够在一定的范围内被拉伸，故选项说法正确；C、金属都具有导热性，能传递热量，故选项说法正确；D、金属中不只有铁会被腐蚀，铜、铝等也会被腐蚀，故选项说法错误。故选D。2．（2023·广西·模拟预测）下列有关金属的说法正确的是（）A．所有金属都呈银白色B．常温下，所有的金属都是固体C．为了增加金属产量，大量开采金属矿物D．金属的回收利用，有利于提高金属资源的利用率【答案】D【解析】A、不是所有金属都是银白色的，如铜是紫红色的，不符合题意；B、常温下，不是所有金属都是固体，如常温下，汞是液体，不符合题意；C、大量开采金属矿物，会造成金属资源的浪费，应合理开采金属矿物，不符合题意；D、金属的回收利用，可以提高金属资源的利用率，节约金属资源，符合题意。故选D。3．（2023·广西·校联考模拟预测）钢铁锈蚀造成金属资源浪费的同时还可能引发安全事故，下列铁制品的防锈原理与其他三项不同的是（）A．用不锈钢制餐具 B．自行车链条涂油C．水龙头表面镀铬 D．给金属栏杆刷漆【答案】A【解析】A、不锈钢为铁合金，则该防锈原理为将铁制成合金；B、链条涂油是通过隔绝空气从而防锈；C、水龙头表面镀铬是通过隔绝空气从而防锈；D、刷漆通过隔绝空气从而防锈。故选A。4．（2023·广东中山·校联考三模）深中通道是我国的一个超级工程，其中建设大桥时使用了大量钢材，下列对钢材防腐蚀的有关措施错误的是（）A．钢材表面涂防锈漆 B．用生铁代替钢材C．制成耐海水的合金钢 D．钢索用一层塑料包裹【答案】B【解析】A、钢材表面涂防锈漆，可以隔绝氧气和水，防止钢材生锈，不符合题意；B、钢的抗腐蚀性比生铁强，故用生铁代替钢材，不能防腐蚀，符合题意；C、合金比组成它的纯金属抗腐蚀性好，故制成耐海水的合金钢，可以防腐蚀，不符合题意；D、钢索用一层塑料包裹，可以隔绝氧气和水，防止钢材生锈，不符合题意。故选B。5．（2023·山东烟台·统考一模）兴趣小组的同学设计实验测定空气中氧气的含量。如图所示放入药品盒（药品盒中装有铁粉、碳和少量NaCl，连同湿巾片所占总体积约为4cm3）。将注射器的活塞调到49mL刻度处，夹紧弹簧夹。一天后观察到药品盒中药品变红色，注射器的活塞静止在40.2mL刻度处。下列说法正确的是

A．本实验数据测得空气中氧气的体积分数约为19.6%B．该实验原理是利用铁粉生锈消耗氧气，红色药品的主要成分是Fe2O3C．铜能与空气中的氧气、水和二氧化碳反应生成铜绿，可将药品盒中的铁粉换成铜粉D．造成测定结果偏大的原因可能是铁粉量不足【答案】B【解析】A、铁生锈消耗氧气变为氧化铁，空气体积=49mL-4mL=45mL，减小气体体积=45mL-40.2mL=4.8mL，所以此时氧气体积分数，故A说法错误；B、该实验原理是利用铁粉生锈消耗氧气，红色药品的主要成分是氧化铁，化学式为Fe2O3，故B说法正确；C、铜能与空气中的氧气、水和二氧化碳反应生成铜绿，铜除了消耗氧气，还有二氧化碳和水参与反应，所以不可将药品盒中的铁粉换成铜粉，故C说法错误；D、铁粉量不足，氧气没有被全部消耗完毕，说明此时氧气有剩余，造成测量结果偏小，故D说法错误；故选B。6．（2023·广西防城港·统考一模）下列环境中，铸铁管道腐蚀最慢的是（）A．在潮湿的环境中 B．在疏松透气的土壤中C．在干旱的内陆沙漠中 D．在海水浸泡的海边中【答案】C【解析】A、在潮湿的环境中，铸铁管道与氧气、水分能充分接触，铁容易生锈；B、在疏松透气的土壤中，铸铁管道与氧气、水分能充分接触，铁容易生锈；C、在干旱的内陆沙漠中，水分很少，铁不易生锈；D、在海水浸泡的海边中，有盐类物质存在，会加速铁生锈；综上分析，铸铁管道腐蚀最慢的是在干旱的内陆沙漠中。故选C。7．（2023·湖南长沙·校考三模）生活中处处可以用到大量金属材料。下列有关金属材料的说法正确的是（）A．合金通常比组分金属的熔点更高、硬度更小B．生锈的铁制品回收成本高，属于不可回收垃圾C．生铁和钢都是铁合金，两者含碳量不同D．铝的金属活动性比铁强，所以在空气中铝比铁更易腐蚀【答案】C【解析】A、合金通常比组分金属的熔点更高、硬度更大，该选项不正确；B、生锈的铁制品属于可回收垃圾，该选项不正确；C、生铁和钢都是铁合金，两者含碳量不同，该选项正确；D、铝能和氧气反应生成致密的氧化铝保护膜，不容易生锈，该选项不正确。故选C。8．（2023·山西吕梁·统考模拟预测）如图是实验小组同学完成的铁生锈实验探究。下列有关描述正确的是（）

A．③中的铁钉最先生绣B．①中铁钉表面产生了均匀的铁绣C．②中的植物油使铁钉只与水接触D．实验开始一小时后即能观察到明显的现象【答案】C【解析】A、①中铁钉与氧气和水同时接触，最先生锈，描述错误；B、①中铁钉表面与水和空气的接触面锈蚀，描述错误；C、②植物油可以防止空气中的氧气溶于水，使铁钉只与水接触，描述正确；D、铁钉生锈属于缓慢氧化，锈蚀速率很慢，实验开始一小时后即不能观察到明显的现象，描述错误；答案：C。9．（2023·安徽合肥·校考三模）某小组设计了如图1装置定量探究铁锈蚀的因素。先检查气密性，将铁粉加入三颈烧瓶，时刻加入饱和溶液后，再将一只装有稀盐酸的注射器插到烧瓶上，采集数据，测得温度与压强的曲线如图2所示。下列说法不正确的是：

A．时刻后温度开始降低，说明铁生锈的反应已经停止B．时刻装置内压强变小是因为铁锈蚀消耗氧气C．对比段和段说明加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢D．时刻压强突然变大的原因是注射器内盐酸被吸入烧瓶，反应产生较多氢气【答案】B【解析】A、铁生锈属于缓慢氧化，反应放热，t2时刻后温度开始降低，说明铁生锈的反应已经停止，选项正确；B、由图可知，t2时刻后温度开始降低，说明铁生锈的反应已经停止，t2~t3装置内压强变小是因为反应后温度降低，选项错误；C、由图可知，BC段为加入氯化钠溶液后的反应，对比段和段说明加氯化钠溶液前，铁锈蚀较慢，选项正确；D、时刻压强突然变大的原因是注射器内盐酸被吸入烧瓶，盐酸与铁反应产生较多氢气，使得装置中的压强增大，选项正确，故选B。10．（2023·河南南阳·统考三模）某同学用光亮的细铁丝和洁净无锈的铁钉分别做了如下图所示的实验。下列说法不正确的是（）

A．甲实验中预先在集气瓶中放入一些水的作用是防止高温熔融物溅落炸裂瓶底B．根据乙、丙两个实验可得出铁生锈只与氧气有关C．根据乙、丙、丁三个实验可得出铁生锈需要有氧气和水参与D．根据乙、丙、丁三个实验可得出涂油或保持干燥均可以防止铁制品生锈【答案】B【解析】A、铁丝燃烧实验中，集气瓶底放少量的水，可防止高温熔融物溅落瓶底，使瓶底炸裂，该选项说法正确；B、乙中铁与空气和水共同接触，丙中铁只与水接触，对比可知铁生锈需与空气接触，但不能说只与氧气有关，该选项说法不正确；C、丁中铁钉只与空气接触，根据乙、丙、丁三个实验可得出铁生锈需要有氧气和水参与，该选项说法正确；D、由于铁与氧气和水共同接触会生锈，则涂油或保持干燥均可以防止铁制品生锈，该选项说法正确。故选B。11．（2023·福建宁德·统考二模）为了测定空气中氧气的含量，在量筒中先装入一定量的水，再将装有足量潮湿铁粉的矿泉水瓶(瓶子有效容积345mL)旋紧瓶盖放入其中，观察瓶子不再变瘪。记录反应前后数据如图，关于该实验说法错误的是

A．实验是利用铁生锈原理，消耗氧气B．为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好C．实验测得氧气体积分数为20.87%D．铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大【答案】D【解析】A、铁生锈实际上是铁与氧气和水等发生复杂的化学反应的过程。实验是利用铁生锈原理，消耗瓶内的氧气，瓶内气体体积减少量即为氧气含量，故选项说法正确；B、为了减小实验误差，矿泉水瓶需气密性好，防止瓶外的空气进入或瓶内的空气逸出，造成实验误差，故选项说法正确；C、实验测得氧气体积分数为×100%≈20.87%，故选项说法正确；D、瓶内空气中的氧气含量是固定的，铁粉应过量，保证完全消耗瓶内氧气，当氧气消耗完后，剩余铁粉不再发生反应，氧气体积分数不再变化，所以并不是铁粉用量越多，测得的氧气体积分数越大，故选项说法不正确。故选D。12．（2023·辽宁大连·模拟预测）钢铁是使用最多的金属材料。(1)汽车外壳中使用铁合金而不用纯铁，是因为铁合金比纯铁（填“软”或“硬”）。工业上利用一氧化碳将铁从赤铁矿中冶炼出来，反应的化学方程式为。(2)喷漆可以防止汽车的钢铁外壳的锈蚀，其原理是隔绝和。回收利用报废汽车中的金属材料的目的之一是。【答案】(1)硬；；(2)氧气；水；节约金属资源或减少对环境的污染【解析】（1）①合金的硬度比纯金属大，则汽车外壳中使用铁合金而不用纯铁，是因为铁合金比纯铁硬，故填：硬。②工业上利用一氧化碳和赤铁矿炼铁的原理是，一氧化碳与氧化铁在高温条件下反应生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：，故填：。（2）在钢铁表面喷一层漆，能隔绝氧气和水，可以防止汽车的钢铁外壳的锈蚀，回收利用报废汽车中的金属材料，可以节约金属资源，还可以减少对环境的污染，故①填：氧气，②填：水，③填：节约金属资源或减少对环境的污染。13．（2023·贵州贵阳·统考模拟预测）金属在人类文明史上具有重要意义。（一）了解金属材料的发展(1)历史上人类冶炼不同金属的年代大致为：金（公元前4500年）→铁（公元前500年）一锌（公元500年）→铝（公元1827年），金作为饰品年代久远，金具有的性质。（二）金属的化学性质(2)如图铁丝在氧气中点燃的化学方程式为，现象，集气瓶中放少量水的目的是。

(3)为验证铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计如图所示实验。该实验方案中，不需要做的实验是______（填字母）。A．

B．

C．

（三）金属的锈蚀与防护(4)生活中防止钢铁制品生锈的措施有（写一条）。（四）金属的回收利用(5)金属矿物储量有限，而且不能再生。下列措施能有效保护金属资源的是______。A．回收利用废旧金属制品 B．任意开采金属矿石C．寻找、开发金属的代用品 D．国家部门宏观控制金属产能【答案】(1)良好的延展性；(2)剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；；防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；(3)C；(4)刷漆（合理即可）；(5)ACD【解析】（1）金作为饰品年代久远，金制成饰品，是因为金具有良好的延展性；（2）铁丝在氧气中燃烧生成四氧化三铁，该反应的化学方程式为：；现象为：剧烈燃烧、火星四射，生成黑色固体，放出大量的热；铁丝在氧气中燃烧，放出大量的热，故集气瓶中放少量水的目的是：防止高温熔融物溅落，炸裂瓶底；（3）A实验中，铝能与硝酸铜反应生成硝酸铝和铜，有红色固体析出，说明铝比铜活泼；B实验中铜能与硝酸银反应生成硝酸铜和银，有银白色固体析出，说明铜比银活泼，C实验中，铜和硝酸铝不反应，无明显现象，说明铝比铜活泼，故由A、B实验即可得出三种金属的活动性顺序，无需做的实验是C；（4）铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，防止钢铁制品生锈，可以隔绝氧气和水，如刷漆；（5）A、回收利用废旧金属制品，可以节约金属资源，减少污染，保护环境，符合题意；B、任意开采金属矿石，会造成资源的浪费，不符合题意；C、寻找、开发金属的代用品，可以节约金属资源，符合题意；D、国家部门宏观控制金属产能，可以节约金属资源，保护金属资源，符合题意。故选ACD。14．（2023·江苏盐城·校考模拟预测）某化学小组围绕四氧化三铁开展主题学习。

Ⅰ.检验(1)生活中常用墨粉中所含铁的氧化物为四氧化三铁，用物理方法初步检验的操作为，用化学方法进一步检验可确定。Ⅱ.制备(2)低碳铁皮在空气中跟等物质作用会生锈。(3)操作Ⅰ和操作Ⅱ相同，为。(4)与方法二比较，方法一的不足之处是（答1点即可）。(5)当A溶液①和A溶液②的质量之比为时，铁元素全部转化到Fe3O4中。Ⅲ.FeOOH的含量测定已知：FeOOH及铁的氧化物加热分解的温度如下。FeOOHFe2O3Fe3O4FeO称取含Fe3O4的FeOOH样品76.6g，进行热分解实验。控制不同的温度对样品加热，测得剩余固体质量随温度的变化如图所示。

(6)样品中FeOOH的含量为%（精确到0.1%）。(7)当加热到T4℃时，M点固体的成分是，对应的质量比为。【答案】(1)用铁块接近墨粉时，铁块上有墨粉吸附其上；(2)氧气、水；(3)过滤；(4)得到的四氧化三铁中还会含有杂质碳（合理即可）；(5)2：1；(6)69.7；(7)Fe3O4和FeO；29：54【解析】（1）四氧化三铁具有铁磁性，能够吸引铁，若生活中常用墨粉中所含铁的氧化物为四氧化三铁，则用铁块接近墨粉时，铁块上有墨粉吸附其上，然后用化学方法进一步检验可确定；（2）根据铁生锈是铁与氧气和水共同作用的结果，所以低碳铁皮在空气中跟氧气和水等物质作用会生锈；（3）操作Ⅰ和操作Ⅱ均为把固体和液体分开，为过滤操作；（4）方法一中，低碳铁皮中的铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁；方法二中，低碳铁皮中的铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，硫酸亚铁溶液和FeOOH，经过一系列操作得到纯净的四氧化三铁；方法二中得到纯净的四氧化三铁，而方法一中得到的四氧化三铁中还会含有杂质碳，得到的四氧化三铁不纯；（5）FeOOH中氢元素为+1价，氧元素为-2价，根据化合价法则可知，FeOOH中铁元素的化合价是+3价；Fe3O4可表示为FeO•Fe2O3，即需要+3价铁的个数是+2价铁的个数的2倍，所以当A溶液①和A溶液②的质量之比为2：1时，铁元素全部转化到Fe3O4；（6）由图像可知，生成氧化铁的质量为71.2g；设FeOOH的质量为x，x=53.4g则样品中FeOOH的含量为：；（7）由图像看出，当加热到T4℃时，Fe3O4还没有完全反应，M点固体的成分是Fe3O4和FeO；原混合物中四氧化三铁的质量为：76.6g-53.4g=23.2g，根据铁元素质量守恒，FeOOH生成的四氧化三铁质量为：；故四氧化三铁总质量为23.2g+46.4g=69.6g；设生成氧化亚铁质量为y，，y=43.2g；故Fe3O4和FeO的质量比为：（66.4g-43.2g）：43.2g=29：54。15．（2023·广东珠海·校考三模）电缆生产过程中产生了一定量的含铜废料。化学兴趣小组利用过量稀硫酸和铁粉分离回收铜，并获得硫酸亚铁晶体。先将含铜废料粉碎，再按如下设计方案处理：

查阅资料得知：在通入空气并加热的条件下，铜可与稀硫酸反应转化为硫酸铜。反应的化学方程式：。(1)步骤中分离得到蓝色溶液A的操作M名称是，粉碎的目的是。(2)写出铁与硫酸铜溶液反应的化学方程式。(3)蓝色溶液A中溶质的成分是（填化学式）。(4)该方案中加入过量的铁粉目的是；从浅绿色溶液B得到硫酸亚铁晶体常要经过蒸发浓缩、、洗涤、干燥等步骤。(5)铜制品在空气中发生锈蚀生成铜锈【Cu2（OH）2CO3】。根据铜锈主要成分的元素组成，可以判断出铜生锈除了具备铁生锈应有的条件外，还需要空气中的CO2共同参与反应，写出铜在潮湿的空气中生成铜锈的化学方程式。【答案】(1)过滤；增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；(2)；(3)CuSO4、H2SO4；(4)使硫酸铜和硫酸完全反应；降温结晶、过滤；(5)【解析】（1）步骤中分离得到蓝色溶液A的操作M名称是过滤，过滤可实现固液分离；粉碎的目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；（2）铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，该反应的化学方程式为：；（3）铜和硫酸、氧气反应生成硫酸铜和水，硫酸过量，故蓝色溶液A中溶质是：CuSO4、H2SO4；（4）加入铁粉，铁和硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜，铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，故加入过量的铁粉目的是：使硫酸铜和硫酸完全反应；从浅绿色溶液B得到硫酸亚铁晶体常要经过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤；（5）铜生锈除了具备铁生锈应有的条件外，还需要空气中的CO2共同参与反应，铁生锈的条件是铁与氧气和水接触，故铜生锈是铜与氧气、水、二氧化碳反应生成Cu2(OH)2CO3，该反应的化学方程式为：。16．（2023·安徽安庆·校考模拟预测）某兴趣小组进行铁锈蚀的实验探究。【知识回顾】铁是一种化学性质较活泼的金属，常温下能与稀盐酸、氧气等物质反应。(1)铁与氧气反应的化学方程式是。(2)铁锈的颜色是。【实验探究】该小组利用如下装置对铁钉锈蚀的条件进行探究，一段时间后，在A和B中没有观察到明显现象，C和D中铁钉有锈蚀。(3)B中将蒸馏水煮沸的目的是。(4)ABD对比，说明铁钉锈蚀需要的物质是；C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是。【拓展探究】(5)为进一步探究铁钉锈蚀过程中气态物质的变化，该小组按示意图E所示装置完成以下实验。恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，同时测量锥形瓶内气体压强随时间的变化，直至反应完全。①测量过程中要保持恒温，理由是。②请在图F中绘制整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势。【答案】(1)3Fe+2O2Fe3O4；(2)红棕色或红褐色；(3)除去水中溶解的氧气，防止干扰实验；(4)水和氧气；C中可接触的氧气比D中的多；(5)减少温度变化对气体压强的影响；【解析】（1）铁和氧气点燃生成四氧化三铁，化学方程式为：；（2）铁锈的颜色是红褐色或棕褐色，故填：红褐色（或棕褐色）。（3）探究铁钉锈蚀条件实验中所用的蒸馏水需煮沸并迅速冷却，煮沸的目的是除去水中溶解的氧气，迅速冷却的原因是防止氧气再溶于水中，防止干扰实验。故填：除去水中溶解的氧气，防止干扰实验（答案合理即可）。（4）A中铁钉与氧气接触，B铁钉与水接触，在A和B中没有观察到明显现象，D中铁钉与水和氧气同时接触，D中铁钉锈蚀，对比ABD，说明铁钉锈蚀需要的物质是氧气和水；C试管敞口，D试管密封，C中的铁钉比D中的锈蚀更严重，原因是C中的铁钉与氧气和水充分接触，接触量较多。故填：氧气和水（或O2和H2O）；C中的铁钉与氧气和水充分接触（或C中的铁钉接触的氧气量比D中的多，答案合理即可）。（5）①气体的压强受温度影响变化较大，测量过程中要保持恒温，理由是防止温度变化影响气体压强的测定，故填：防止温度变化影响气体压强的测定（答案合理即可）；②恒温下，向锥形瓶中加入少量稀盐酸，稀盐酸与铁反应生成氯化亚铁和氢气，少量氢气的产生导致密闭容器内气压增大，继而铁与水、氧气反应生成铁锈，较多氧气的减少会导致闭容器内气压减小，小于起始气压，反应完毕后，压强不变，所以整个反应过程中锥形瓶内气体压强的变化趋势为：

17．（2023·江西九江·校考三模）化学学习小组在学习完铁锈蚀的条件后，在实验室进行了“铁钉锈蚀条件的探究”。

一周后，观察到试管①中铁钉表面有较多红色固体。对比上述实验，铁锈蚀的条件是铁与、共同作用。小组同学对铁锈成分进行了如下探究。【提出问题】铁锈的主要成分是什么？【查阅资料】无水硫酸铜遇水变蓝色。【猜想与假设】猜想1：Fe2O3；猜想2：Fe2O3·xH2O；猜想3：Fe3O4·xH2O；猜想4：FeO·xH2O。根据铁锈蚀的条件大家认为猜想1错误，理由是。【进行实验】小组同学按如图装置进行实验(装置气密性良好，假设生成物被完全吸收)，实验前先通入CO，再点燃酒精喷灯，待反应完全后，熄灭酒精喷灯，继续通入CO至装置冷却。

【实验现象】装置A中红色固体变为黑色，装置B中无水硫酸铜。【数据分析】反应后称量装置B质量增加9g，装置C质量增加13.2g，